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Jun 25, 2023

Batteries de voiture : bien plus que du plomb humide

Travailler sur les systèmes électriques des voitures était autrefois facile. La batterie alimentait simplement le démarreur de la voiture lors du démarrage ou pour faire fonctionner le petit nombre d'accessoires lorsque le moteur ne tournait pas.

Travailler sur les systèmes électriques des voitures était autrefois facile. La batterie alimentait simplement le démarreur de la voiture lors du démarrage ou pour faire fonctionner le petit nombre d'accessoires lorsque le moteur ne tournait pas. Le reste du temps, l’alternateur chargeait la batterie et alimentait le reste du véhicule et le système d’allumage. Alors que les toutes premières voitures n'avaient pas de batteries et que certaines vieilles voitures avaient des systèmes de masse positifs de 6 V, la plupart d'entre nous ont vécu toute leur vie où les batteries de voiture sont de plusieurs tailles (contrôlées par Battery Council International) et les voitures ont un 12 V, système de masse négatif.

Les temps ont changé. Les voitures n'ont plus de distributeurs, elles ont des ordinateurs. Ils disposent également de nombreux gadgets allant du GPS aux caméras de recul et aux chargeurs de téléphone portable. Les batteries ont dû devenir plus robustes et la tendance moderne est également de nécessiter moins d'entretien. Ainsi, aujourd'hui, vous constaterez qu'il n'existe pas qu'un seul type de batterie de voiture. Mais comment fonctionnent ces autres batteries et quel était le problème avec la bonne vieille pile humide au plomb ?

Pour les besoins de cet article, je ne parle pas des batteries de voitures électriques, qui sont un tout autre sujet – et la plupart d’entre elles ont également une batterie de voiture ordinaire.

Ces batteries sont assez simples. Chaque cellule possède une grille avec un alliage à base de plomb pour les cathodes et les anodes en oxyde de plomb placées dans l'acide sulfurique. Une batterie typique comporte six cellules pour atteindre 12,6 V, et il y avait un capuchon qui permettait à l'utilisateur d'ajouter de l'eau - de préférence de l'eau distillée - en cas de besoin et qui évacuerait également l'hydrogène gazeux généré pendant la charge.

Le fléau de tout cela est l’évaporation de la batterie à électrolyte. Avec des piles usagées, vous pourriez en renverser le contenu. Le fonctionnement sur batterie élimine également l’eau. La chaleur peut évaporer le liquide. Moins de liquide signifie moins de surface exposée à l'électrolyte, ce qui réduit les capacités de la batterie. Cela peut également conduire à une sulfatation, où les électrodes sont recouvertes de sulfate de plomb, ce qui affaiblit la batterie et nécessite une recharge minutieuse.

Cependant, la principale usure de ce type de batterie réside dans la façon dont une partie du matériau perd du sulfate de plomb pendant le fonctionnement, qui coule au fond de la batterie. Les batteries à décharge profonde auront des plaques plus épaisses et plus d’espace au fond pour l’accumulation des déchets. Finalement, si suffisamment de déchets s’accumulent au fond, la batterie tombera en panne.

À l'époque où il fallait vérifier l'eau dans la batterie comme vérifier l'air dans les pneus, il existait des additifs comme le VX-6 que l'on pouvait verser dans les cellules de la batterie et qui utilisaient du sulfate de cadmium pour empêcher la sulfatation. C’est du moins l’affirmation que certains contestent.

Mais clairement, vous aimeriez avoir une batterie qui dure éternellement et ne nécessite aucun entretien. Bien sûr, vous ne pouvez pas tout avoir, mais vous pouvez essayer. Les nouveaux alliages réduisent la quantité d’eau décomposée, de sorte que les batteries peuvent contenir suffisamment de liquide pour durer tout au long de leur durée de vie utile. C'est pourquoi la plupart des batteries actuelles sont scellées et ne disposent que d'orifices d'aération permettant au gaz de s'échapper pendant la charge.

Les batteries inondées améliorées étaient une autre innovation et ont réussi à supplanter largement les batteries conventionnelles. Ceux-ci utilisent un séparateur polymère poreux à l’électrolyte mais empêchant les plaques de se court-circuiter. Ces batteries durent beaucoup plus longtemps que les batteries conventionnelles et ont une bien meilleure tolérance aux décharges profondes.

La principale innovation des batteries AGM est que l'électrolyte n'est pas un liquide. Au lieu de cela, il est maintenu dans un tapis en fibre de verre tissé à partir de fibres de verre très fines. Lors de la fabrication, les tapis sont trempés dans de l'acide, essorés pour éliminer l'excès de liquide, puis installés dans la batterie où ils maintiennent suffisamment d'acide en contact avec les électrodes pendant toute la durée de vie de la batterie.

Les batteries AGM nécessitent peu d’entretien et, contrairement aux batteries liquides, peuvent fonctionner dans n’importe quelle orientation. Ceci est particulièrement important dans les véhicules tout-terrain et les motos où la batterie peut être inclinée ou retournée. Ils émettent également moins d’hydrogène, ce qui les rend plus sûrs. Elles ne nécessitent aucun entretien périodique, mais elles peuvent ou non durer plus longtemps qu'une batterie conventionnelle correctement entretenue. Notez cependant que si vous n’entretenez pas correctement la batterie normale, tous les paris sont annulés. Là encore, la surcharge est plus difficile sur les AGM.